一種調(diào)焦調(diào)平裝置及調(diào)焦調(diào)平方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的一種調(diào)焦調(diào)平裝置及調(diào)焦調(diào)平方法，采用空間光調(diào)制器，使其可以根據(jù)基板的厚度調(diào)制測量光斑，改變測量光斑的尺寸，避免產(chǎn)生探測光斑重影的現(xiàn)象，從而提高了探測精度，進(jìn)而對(duì)基板有著較強(qiáng)的適應(yīng)性，且調(diào)制靈活，方便可靠。
【專利說明】一種調(diào)焦調(diào)平裝置及調(diào)焦調(diào)平方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及集成電路制造領(lǐng)域的設(shè)備，特別涉及一種應(yīng)用于投影光刻技術(shù)中的調(diào)焦調(diào)平裝置及調(diào)焦調(diào)平方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在當(dāng)今投影光刻系統(tǒng)中，由于基板的厚度偏差、面形起伏及投影物鏡、焦平面位置的不確定性，會(huì)導(dǎo)致基板相對(duì)于物鏡焦平面產(chǎn)生離焦或傾斜，這將影響集成電路的質(zhì)量和成品率，因此，通常包括用以精確探測被測物體表面位置與傾斜度的調(diào)焦調(diào)平系統(tǒng)，使得在曝光過程中，基板處于較佳的位置。
[0003]很顯然，非接觸式調(diào)焦調(diào)平裝置是首選，目前常用的非接觸式調(diào)焦調(diào)平裝置有電容式、氣壓式和光學(xué)式，光學(xué)式調(diào)焦調(diào)平裝置以其較佳的精密度得到了業(yè)內(nèi)的認(rèn)可。
[0004]請(qǐng)參考圖1，圖1為光學(xué)式調(diào)焦調(diào)平系統(tǒng)原理圖，其測量光路分布于投影物鏡13的光軸a-b的兩側(cè)，包括，光源1，所述光源I發(fā)出測量光斑經(jīng)過照明鏡組2、投影狹縫3、投影前組透鏡組4、第一反射鏡組5及投影后組透鏡組6在基板7表面當(dāng)前曝光區(qū)域內(nèi)形成測量光斑，經(jīng)基板7反射后依次經(jīng)過成像前組透鏡組8、第二反射鏡組9及成像后組透鏡組10后，測量光斑的像為一個(gè)長方形的探測光斑，所述探測光斑被探測器11接收，并經(jīng)運(yùn)算單元12計(jì)算以適應(yīng)基板7的形貌偏移等。
[0005]美國專利US5834767公開了一種調(diào)焦調(diào)平裝置，包含有一個(gè)光源、一個(gè)具有收集光源發(fā)出光線功能的投影光闌、一個(gè)具有光線收集功能的探測光闌、一個(gè)用于將光闌圖案沿傾斜方向成像在物體表面的第一光學(xué)系統(tǒng)、一個(gè)用于將物體表面的像成像在探測光闌上的第二光學(xué)系統(tǒng)，并且在探測光闌上形成莫爾條紋，另有一個(gè)光電探測器，用以探測由莫爾條紋所產(chǎn)生的會(huì)聚光線會(huì)聚點(diǎn)的位置，并根據(jù)所得會(huì)聚點(diǎn)的位置信息來獲得與之相關(guān)的物體表面的位置信息。
[0006]上述專利的不足之處在于，若基板為不同厚度的玻璃基板，則光電探測器上可能會(huì)探測到光束經(jīng)玻璃基板上表面及下表面分別所成的兩個(gè)像，即O次光(基板上表面反射的光)所成的像和I次光(基板下表面反射的光)所成的像，產(chǎn)生光斑重影的現(xiàn)象，影響探測器探測到的玻璃基板表面形貌特征，致使測量精度不能得以保證。
[0007]為了解決該缺陷，通常通過使用不同尺寸的投影光闌，從而減小探測光斑的尺寸，以應(yīng)對(duì)匹配不同厚度的玻璃基板的測量。然而，這種方法并不能夠徹底解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種調(diào)焦調(diào)平裝置及調(diào)焦調(diào)平方法，避免產(chǎn)生探測光斑重影的現(xiàn)象。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種調(diào)焦調(diào)平裝置，包括照明單元、投影單元、成像單元和探測單元，其特征在于，所述投影單元包括空間光調(diào)制器；其中，所述照明單元的測量光斑入射到投影單元，經(jīng)空間光調(diào)制器調(diào)制，出射至基板上，經(jīng)所述基板反射后再經(jīng)過所述成像單元進(jìn)入所述探測單元。
[0010]可選的，對(duì)于所述的調(diào)焦調(diào)平裝置，所述照明單元包括光源、照明鏡組及光纖，所述光源發(fā)出光經(jīng)過照明鏡組聚光后，由光纖形成測量光斑發(fā)出。
[0011]可選的，對(duì)于所述的調(diào)焦調(diào)平裝置，所述投影單元還包括控制裝置、投影前組透鏡組、第一反射鏡組及投影后組透鏡組，所述控制裝置驅(qū)動(dòng)所述空間光調(diào)制器調(diào)制測量光斑。
[0012]可選的，對(duì)于所述的調(diào)焦調(diào)平裝置，所述成像單元包括成像前組透鏡組、第二反射鏡組及成像后組透鏡組，所述測量光斑經(jīng)基板反射后依次經(jīng)過所述成像前組透鏡組、第二反射鏡組及成像后組透鏡組，形成探測光斑。
[0013]可選的，對(duì)于所述的調(diào)焦調(diào)平裝置，所述探測單元包括探測器和運(yùn)算單元，所述探測器接收所述探測光斑，形成光強(qiáng)信號(hào)，所述運(yùn)算單元根據(jù)所述光強(qiáng)信號(hào)計(jì)算所述基板的形貌。
[0014]可選的，對(duì)于所述的調(diào)焦調(diào)平裝置，所述探測器還傳遞信號(hào)至所述控制裝置，控制所述控制裝置是否驅(qū)動(dòng)所述空間光調(diào)制器調(diào)制測量光斑。
[0015]可選的，對(duì)于所述的調(diào)焦調(diào)平裝置，所述基板為玻璃基板。
[0016]本發(fā)明提供一種采用如上所述的調(diào)焦調(diào)平裝置進(jìn)行調(diào)焦調(diào)平的方法，包括以下步驟，
[0017]提供基板，
[0018]所述照 明單元發(fā)出測量光斑依次經(jīng)過所述投影單元、基板及成像單元形成探測光斑被探測單元接收，若由所述探測器判斷存在重影，則所述空間光調(diào)制器調(diào)制測量光斑，直至重影消失。
[0019]可選的，對(duì)于所述的調(diào)焦調(diào)平的方法，所述空間光調(diào)制器根據(jù)基板的厚度、照射面的大小調(diào)制測量光斑。
[0020]可選的，對(duì)于所述的調(diào)焦調(diào)平的方法，經(jīng)所述空間光調(diào)制器調(diào)制后，所述測量光斑的尺寸Lp小于等于第一 O次光和第一 I次光在基板上的距離Lw，則重影消失；
[0021]所
【權(quán)利要求】
1.一種調(diào)焦調(diào)平裝置，包括照明單元、投影單元、成像單元和探測單元，其特征在于，所述投影單元包括空間光調(diào)制器；其中，所述照明單元的測量光斑入射到投影單元，經(jīng)空間光調(diào)制器調(diào)制，出射至基板上，經(jīng)所述基板反射后再經(jīng)過所述成像單元進(jìn)入所述探測單元。
2.如權(quán)利要求1所述的調(diào)焦調(diào)平裝置，其特征在于，所述照明單元包括光源、照明鏡組及光纖，所述光源發(fā)出光經(jīng)過照明鏡組聚光后，由光纖形成測量光斑發(fā)出。
3.如權(quán)利要求1所述的調(diào)焦調(diào)平裝置，其特征在于，所述投影單元還包括控制裝置、投影前組透鏡組、第一反射鏡組及投影后組透鏡組，其中所述控制裝置驅(qū)動(dòng)所述空間光調(diào)制器調(diào)制測量光斑。
4.如權(quán)利要求1所述的調(diào)焦調(diào)平裝置，其特征在于，所述成像單元包括成像前組透鏡組、第二反射鏡組及成像后組透鏡組，所述測量光斑經(jīng)基板反射后依次經(jīng)過所述成像前組透鏡組、第二反射鏡組及成像后組透鏡組，形成探測光斑。
5.如權(quán)利要求4所述的調(diào)焦調(diào)平裝置，其特征在于，所述探測單元包括探測器和運(yùn)算單元，所述探測器接收所述探測光斑，形成光強(qiáng)信號(hào)；所述運(yùn)算單元根據(jù)所述光強(qiáng)信號(hào)計(jì)算所述基板的形貌。
6.如權(quán)利要求5所述的調(diào)焦調(diào)平裝置，其特征在于，所述探測器傳遞信號(hào)至所述控制裝置，控制所述控制裝置是否驅(qū)動(dòng)所述空間光調(diào)制器調(diào)制測量光斑。
7.如權(quán)利要求1所述的調(diào)焦調(diào)平裝置，其特征在于，所述基板為玻璃基板。
8.一種采用如權(quán)利要求1~7中任意一項(xiàng)所述的調(diào)焦調(diào)平裝置進(jìn)行調(diào)焦調(diào)平的方法，其特征在于，包括以下步驟: 提供基板， 所述照明單元發(fā)出測量光斑依次經(jīng)過所述投影單元、基板及成像單元形成探測光斑被探測單元接收，若所述探測器判斷存在重影，則所述空間光調(diào)制器調(diào)制測量光斑，直至重影消失。
9.如權(quán)利要求8所述的調(diào)焦調(diào)平的方法，其特征在于，所述空間光調(diào)制器根據(jù)基板的厚度、照射面的大小調(diào)制測量光斑。
10.如權(quán)利要求9所述的調(diào)焦調(diào)平的方法，其特征在于，經(jīng)所述空間光調(diào)制器調(diào)制后，所述測量光斑的長度Lp小于等于O次光和I次光在基板上的距離Lw，則重影消失；
所述LW=T^=^，其中，d為所述基板的厚度，α為測量光斑在基板上的入射角， η為基板的相對(duì)折射率。
11.如權(quán)利要求10所述的調(diào)焦調(diào)平的方法，其特征在于，所述基板的厚度d的范圍為0.2mm~2mmο
【文檔編號(hào)】G01B11/00GK103838088SQ201210485158
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2012年11月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月23日
【發(fā)明者】陸侃, 楊志勇 申請(qǐng)人:上海微電子裝備有限公司